Układy cyfrowe – tematka wykładu
  1. Parametry cyfrowych układów scalonych. Parametry funkcjonalne: rodzaje wejść, synchronizm, oddziaływanie na układ, wyjścia, obciążalność, obciążenie jednostkowe, dobór rezystora dla wyjść OC. Parametry dynamiczne: definicje parametrów czasowych, czas propagacji.
  2. Parametry cyfrowych układów scalonych cd. Parametry statyczne: napięciowe, prądowe, margines zakłóceń, odporność na zakłócenia. Parametry określające warunki pracy układu: zasilanie, warunki dopuszczalne i graniczne. Charakterystyka układów scalonych z rodziny TTL i CMOS.
  3. Układy czasowe. Układ 74121, 74122, 74123 - zasada działania, przebiegi czasowe, sposoby wyzwalania, określanie czasu trwania impulsu. Przykłady zastosowań.
  4. Układy czasowe. Układ NE555 - zasada działania, przebiegi czasowe, sposoby wyzwalania, określanie czasu trwania impulsu. Przykłady zastosowań. Układy różniczkujące - detektory zboczy. Generatory impulsów. Generatory częstotliwości. Programowane generatory impulsów. Generatory częstotliwości CMOS.
  5. Rejestry. Podział rejestrów wg sposobu wprowadzania i wyprowadzania informacji (PIPO, PISO, SIPO, SISO). Układy równoległego i szeregowego wprowadzania i wyprowadzania informacji. Zastosowania: konwersja szeregowo-równoległa i równoległo-szeregowa, liczniki pierścieniowe, liczniki pierścieniowe z aurokorekcją, liczniki pseudopierścieniowe (Johnsona). Rejestry liniowe.
  6. Liczniki. Kryteria podziału liczników, struktura wewnętrzna. Parametry liczników. Liczniki asynchroniczne, synteza liczników asynchronicznych o dowolnym stopniu podziału. Scalone liczniki asynchroniczne. Liczniki synchroniczne. Scalone liczniki synchroniczne jednokierunkowe i dwukierunkowe (rewersyjne).
  7. Liczniki. Dzielniki częstotliwości. Scalone dzielniki częstotliwości CMOS. Liczniki programowalne. Klawiatury. Układy współpracy z zestykami. Eliminacja drgań zestyków. Klawiatury kombinacyjne i sekwencyjne. Klawiatury sekwencyjne matrycowe.
  8. Pamięci stałe. Parametry układów pamięci: organizacja, czas dostępu. Pamięci ROM, PROM, EPROM, EEPROM - struktura, technologia wykonania, programowanie. Budowa programatora i przykładowy algorytm programowania. Zastosowanie pamięci stałych.
  9. Pamięci RAM. Pamięci NVRAM, SRAM, DRAM - struktura, zasada działania, konstrukcja komórki pamięci. Metody odświeżania pamięci dynamicznych. Szybkie pamięci dynamiczne dla układów mikroprocesorowych (Fast Page, EDO, Static Column, Pipeline Burst EDO). Tworzenie bloków pamięci o zadanej organizacji. Testowanie układów pamięci.
  10. Reprogramowalne układy cyfrowe. Klasyfikacja. Układy PLA, PAL, GAL - struktury i właściwości. Przykłady realizacji prostych funkcji logicznych w układach reprogramowalnych. Języki opisu struktury układów reprogramowalnych.
  11. Programowalne układy cyfrowe wysokiej skali integracji. Układy CPLD. Układy FPGA - właściwości, przykładowa struktura. Układy ASIC: matryce bramkowe (Gate Array), matryce komórkowe i wbudowane (Standard Cell, Embedded Array), układy indywidualne i komórkowe (Full Custom, Cell Based).
  12. Linie transmisyjne. Określenie linii transmisyjnej krótkiej i długiej. Parametry falowe linii. Rodzaje linii transmisyjnych. Dopasowanie równoległe i szeregowe. Zakłócenia (zewnętrzne i wewnętrzne), przesłuchy, odbicia i sposoby przeciwdziałania im. Przesłuchy i odbicia. Przesyłanie sygnałów cyfrowych na większe odległości. Analiza odbić w linii transmisyjnej metodą diagramów Bergerona.
  13. Układy współpracy. Standardy RS-232, RS-423, RS-422, RS-485. Układ pętli prądowej. Układy wyświetlania informacji, układy separacji galwanicznej (transoptory). Nadajniki i odbiorniki linii TTL. Układy współpracy z elementami wykonawczymi.
  14. Montaż i uruchamianie układów cyfrowych. Zasady wykonywania płytek drukowanych, parametry połączeń. Testowanie układów (metodą porównania z układem wzrocowym, wzorcem zapisanym w programie, poprzez zliczanie zmian stanów na wyjściach). Analizator sygnatur. Analizator stanów logicznych.
Tematyka ćwiczeń
  1. Wejścia i wyjścia układów cyfrowych TTL i CMOS. Zasady łączenia układów cyfrowych różnych serii. Dołączanie diody świecącej LED do wyjścia układu cyfrowego.
  2. Układy wyświetlania informacji. Wyświetlacz diodowy (LED) 7-segmentowy ze wspólną katodą i wspólną anodą. Sterowniki wyświetlaczy LED. Układy czasowe 121, 122, 123 oraz 555 - zastosowanie do wytwarzania pojedynczych impulsów oraz do wytwarzania przebiegu prostokątnego o zadanej częstotliwości i stopniu wypełnienia.
  3. Liczniki. Kryteria podziału liczników. Scalone liczniki asynchroniczne - podstawowe właściwości. Konstrukcja liczników asynchronicznych o skróconym cyklu. Łączenie kaskadowe liczników. Liczniki synchroniczne - podstawowe właściwości. Konstrukcja liczników synchronicznych o skróconym cyklu. Zaawansowane układy licznikowe.
  4. Złożone układy cyfrowe. Układ wyświetlania multipleksowanego. Układ pomiarowy do mierzenia częstotliwości, długości impulsu, okresu, stopnia wypełnienia.
Presentations for lectures (PDF, English)
  1. Parameters of digital circuits (1)
  2. Parameters of digital circuits (2)
  3. Time dependencies circuits (1)
  4. Time dependencies circuits (2)
  5. Registers
  6. Counters
  7. Semiconductor memories*
  8. Programmable Logic Devices*
  9. Field Programmable Logic Devices (FPGA)*
  10. Transmission lines*
  11. Hardware Description Language*
  12. Hardware Description Language - simulation*


Presentations marked with * are prepared by Adam Opara, PhD

Materials for classes (PDF, English)
  1. Inputs and outputs of digital circuits
  2. Display circuits. Time circuits
  3. Counters
  4. Complex digital circuits





Literatura uzupełniająca

Literatura do ćwiczeń

Materiały dodatkowe

 Back